Анализ радикально-цепной реакции окисления кумола
Автор: Karina-Sam • Март 26, 2018 • Реферат • 1,597 Слов (7 Страниц) • 1,220 Просмотры
Содержание стр
Введение 3
- Материальный баланс продуктов окисления кумола 4
- Механизм реакции 6
- Описание реактора и условий проведения процесса 8
- Основные технологические способы окисления кумола 9
Заключение 11
Список использованных источников 12
ВВЕДЕНИЕ
Наиболее прогрессивным способом получения ацетона и фенола является кумольный. Этот метод, разработанный на основе исследований П. Г. Сергеева, Б. Д, Кружалова, Р.Ю. Удриса и М. С. Немцова, является наиболее экономичным [14].
Кумольный метод получения ацетона совместно с фенолом в настоящее время наращивает мощность и активно строятся новые производства фенола/ацетона. Это обусловлено, в первую очередь, ростом потребности в карбонатных пластиках, а также отработанностью технологии кумольного процесса.
В настоящее время производится свыше 7,3 млн. тонн фенола и свыше 4,5 млн. тонн ацетона в год. Подавляющая часть фенола и ацетона производится с использованием кумольного метода – 97% [4].
Кумольный метод получения фенола совместно с ацетоном включает три стадии: алкилирование бензола в кумол (ИПБ), окисление кумола в гидропероксид кумола (ГПИПБ) и последующее его разложение на фенол и ацетон.
Данная работа посвящена второй стадии кумольного метода, то есть окислению изопропилбензола.
Целью работы является изучение реакции окисления кумола в гидропероксид кумола. Для достижения цели работы необходимо решить три основные задачи:
- изучение баланса реакции окисления кумола в гидропероксид кумола;
- изучение механизма реакции окисления кумола в гидропероксид кумола;
- изучение основных технологических способов окисления кумола в гидропероксид кумола;
МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС
[pic 1][pic 2][pic 3][pic 4]
[pic 5][pic 6][pic 7][pic 8][pic 9]
МЕХАНИЗМ РЕАКЦИИ ОКИСЛЕНИЯ КУМОЛА
Изучение кинетики и механизма процесса окисления изопропилбензола показало, что образование гидропероксида изопропилбензола протекает по радикально-цепному механизму с участием промежуточных лабильных частиц – свободных радикалов.
Процесс окисления кумола до гидроперекиси кумола включает в себя три стадии: зарождение (инициирование), рост и обрыв цепи.
Реакция зарождения цепи связана с разрывом С—Н-связи в валентнонасыщенной молекуле окисляемого углеводорода
В настоящее время принято, что реакция зарождения цепи при окислении углеводородов кислородом протекает по схеме [10]:
[pic 10]
[pic 11]
Рост цепи при наличии в системе радикалов происходит следующим образом:
[pic 12]
Возникает более или менее длинная реакционная цепь, в результате чего значительная часть молекул исходного углеводорода может превратиться в гидропероксид.
Обрыв цепи происходит вследствие различных причин, основными из которых являются следующие: рекомбинация свободных радикалов, обрыв цепи на стенках реактора и взаимодействие свободных радикалов с примесями, являющимися ингибиторами.
Рекомбинация может заключаться в следующих элементарных реакциях:
R• + H•→RH
R—О—О• + Н• → R—О—О H
R• + R•→R—R и т. п.
Окисление углеводородов относится к числу автокаталитических процессов. Процессы автокатализа являются цепными реакциями с вырожденным разветвлением. Самоускорение, или автокатализ, процессов окисления заключается в том, что первичный продукт окисления — гидропероксид обладает способностью в условиях окисления подвергаться частичному распаду на свободные радикалы (вырожденное разветвление). Уже при небольших концентрациях гидроперекиси ( ≈10-4 моль/л) скорость реакции ее распада намного превышает скорость реакции зарождения цепи путем разрыва связи С—Н в углеводороде. Поэтому основным источником свободных радикалов в системе является реакция вырожденного разветвления.
...